什么是遗传上最多样化的物种？有20种颜色的蝴蝶吗？每隔20分钟就会分裂的细菌，在此过程中会累积基因突变吗？
事实证明，当前的唱片持有人可能是生活在腐烂的木头上的蘑菇。在光谱的另一端，天猫座的遗传多样性很低。这对天猫座来说是个坏消息，因为拥有高遗传多样性是有利的-它基本上可以使生物适应环境的变化。
那么，什么是遗传多样性，物种如何获得很多呢？
多伦多大学生态与进化生物学系教授Asher Cutter告诉Live Science，从本质上讲，遗传多样性是衡量同一基因组位置的两个DNA彼此差异的频率的一种度量。DNA由碱基（由字母A，T，C和G表示）组成，连同其骨架一起被称为核苷酸。遗传多样性可以表示为核苷酸多样性，也可以表示为基因组中给定物种的两个个体具有不同DNA碱基的位置的百分比。
根据2015年发表在《分子生物学与进化》杂志上的一项研究，裂g蘑菇（Schizophyllum commune）的核苷酸多样性高达20％。根据这项研究，这是任何真核生物或细胞具有核的生物报告的最大遗传多样性。换句话说，两个不同的蘑菇在其基因组中每100个位置中的大约20个具有不同的DNA碱基。根据Cutter及其同事在2013年《美国国家科学院院刊》上发表的2013年研究，该基因的遗传多样性高于先前的记录保持者the虫Caenorhabditis brenneri的遗传多样性，据报道该细菌的核苷酸多样性为14.1％。 。这些物种被认为是遗传上的多样性，被定义为具有大于5％的核苷酸多样性。大多数动植物的核苷酸多样性都低于该值。为了比较，人类的核苷酸多样性约为0.1％，Cutter说。
细菌和病毒往往具有很高的遗传多样性，库特说。Cutter说，一方面很难对细菌和病毒之间的遗传多样性进行苹果对苹果的比较，另一方面很难对真核生物进行遗传学上的比较，因为在这些类别中，物种的定义是不同的。为简单起见，我们将讨论仅限于真核生物的遗传多样性，其中包括地球上所有的动物，植物和真菌。
切特说，影响物种遗传多样性的关键因素是其突变率，种群数量和种群稳定性。他说，遗传多样性是通过突变产生的，因此，突变率越高，物种获得的突变越多，其遗传多样性就越大。同样，人口越多，基因组的拷贝就越多，可用来积累产生遗传多样性的突变，Cutter指出。相反，人口越少，遗传多样性就越低。研究遗传多样性的研究人员关注的是人口中正在繁殖并因此传递遗传材料的个体数量，该数量称为有效种群数量。虽然与人口总数成正比，
他补充说，如果一个人口遇到瓶颈，或者某个事件消灭了大部分人口，花了一些时间作为一个较小的群体，然后反弹，那么所得人口的遗传多样性就会降低。这是发生在现代欧洲野牛（Bison bonasus）上的，该野牛在第一次世界大战期间几乎灭绝了，当时野外只剩下12个人，据《生命科学》先前报道。
高多样性
除了南极洲以外，每个大陆上都有分裂的，具有高遗传多样性的effective蘑菇，这使它具有很高的有效种群规模-数百万个。根据2015年的论文，蘑菇还具有异常高的突变率，约为果蝇果蝇（Drosophila melanogaster）的10倍。作者在论文中写道，这两个因素都可能导致蘑菇的高度遗传多样性。
Cutter补充说，有效的人口数量庞大（也有数百万）可能解释了线虫C. brenneri的高度多样性。切特说：“在世界热带地区发现了该物种，这些蠕虫以腐烂的水果和腐烂的植被为食，这是一种非常丰富的食物资源，一年中的大部分时间都是这种食物。” 它们也很小-大约0.04英寸（1毫米）长-意味着很多蠕虫可以生活在一个很小的空间中。切特说：“我们认为，由于这些因素，它们可以实现巨大的种群规模，这正是它们具有如此大的遗传多样性的原因。”
遗传多样性很重要，因为它使物种能够适应其环境的变化，库特说。他补充说：“如果一个物种的遗传多样性非常低，那么就没有进化的原材料。” 如果一种疾病通过针对某个基因的一个版本而杀死生物，而这是该物种唯一的版本，那么该疾病可能会消灭整个物种。相反，如果该物种在基因内具有遗传变异，那么它的一个版本也许会让一个人抵抗该疾病，从而拯救该物种。
低多样性
面临这种风险的动物之一就是。伊比利亚山猫（山猫pardinus）分子生物学家和保护遗传学家何塞·戈多伊（JoséGodoy）说，它的核苷酸多样性仅为0.026％，是所有物种中最低的之一。戈多伊说，伊比利亚天猫座遗传变异很少的一个原因是，在过去的几个世纪中，它经历了一系列人口瓶颈，使有效人口规模保持在300以下。Godoy告诉Live Science，到20世纪末，其有效人口已降至30的低点。当人口减少时，通过瓶颈的突变（包括有害的突变）会在整个人口范围内产生相对较大的影响，因为总人口较小。例如，在1个人口中有10个有害突变。
他说，伊比利亚山猫的遗传多样性低可能是其繁殖力低和疾病高发的原因，这些疾病很可能是遗传性的。根据国际自然保护联盟（IUCN）红色名录，濒临灭绝的物种面临着诸如狩猎，栖息地丧失（与气候变化和人类发展有关）以及其猎物（兔子）遭受疾病等威胁。戈多伊认为，欧亚天猫座的遗传多样性也较低。
除了面临的威胁之外，山猫的人口还相对较少，这是另一个原因：它位于食物链的顶端。要获得足够的食物，大型先天大鳄的种群数量必须少于他们所吃的较小动物的种群。切特说：“食肉动物的丰富度低，尤其是象山猫这样的孤独型食肉动物，将导致它们的遗传多样性很低。” 他补充说：“你会在猎豹身上看到类似的东西。” 那只大猫的遗传多样性非常低，只有0.02％。
尽管人类的遗传多样性大约为0.1％，比山猫高得多，但“考虑到地球上有数十亿人类这一事实，这一数字还是很低的。” 他补充说：“原因是，在相对较短的时间内，我们只有数十亿人。” “随着人口的增长创造出遗传多样性，在人群中积累突变需要花费时间。”
切特说，在最近的历史中，人类的有效人口规模估计为100,000个数量级，但长期估计的人口规模却要低一个数量级，约为10,000。我们的有效种群规模不像分裂的fun真菌那样，要数百万，但它比伊比利亚山猫要高得多。切特说，如果人类将我们庞大的人口群体维持数千年，他希望我们的遗传多样性会相应增长。
